Вчені з’ясували, як амінокислота лейцин заряджає клітини

Відкриття вчених із Кельнського університету пояснило, як амінокислота лейцин підвищує клітинну енергію, захищаючи ключові білки мітохондрій — головних енергетичних станцій організму.

Команда під керівництвом професора Торстена Хоппе з Інституту генетики та Кластера CECAD виявила, що лейцин стабілізує білки зовнішньої мембрани мітохондрій, запобігаючи їх деградації. Це дозволяє клітинам ефективніше виробляти енергію і швидше адаптуватися до зміни поживного стану. Результати опубліковані в журналі Nature Cell Biology під назвою «Leucine inhibits degradation of mitochondrial outer membrane proteins to adapt respiration».

Лейцин — незамінна амінокислота, яку людина отримує з їжі. Вона міститься у білкових продуктах — м’ясі, бобових, молочних виробах. Раніше її роль обмежували участю у побудові білків, але нові дані показують, що лейцин діє як регулятор клітинної енергетики. Як пояснює доктор Цяочу Лі, перший автор роботи: «Ми були в захваті, коли виявили, що рівень лейцину безпосередньо впливає на виробництво енергії в клітинах. Це дозволяє організму швидко реагувати на періоди надлишку поживних речовин».

Ключову роль у механізмі відіграє білок SEL1L, що відповідає за контроль якості білків. Лейцин знижує його активність, уповільнюючи розпад мітохондріальних білків і тим самим покращуючи дихальну функцію мітохондрій. Водночас надмірне пригнічення SEL1L може бути шкідливим, оскільки він запобігає накопиченню пошкоджених білкових структур. «Регулювання рівнів лейцину та SEL1L може стати способом підвищення енергетичної ефективності клітин, але важливо зберігати баланс», — зазначає Лі.

Для перевірки універсальності відкриття команда використовувала модельний організм Caenorhabditis elegans. Виявилося, що порушення обміну лейцину знижує активність мітохондрій і негативно впливає на фертильність. У дослідженнях клітин раку легенів людини спостерігалося, що зміни в метаболізмі лейцину можуть допомагати пухлинним клітинам виживати, що відкриває нові напрями у пошуку терапевтичних стратегій.

Це відкриття доводить: поживні речовини не лише живлять організм, а й керують енергетичними процесами на молекулярному рівні. Розуміння ролі лейцину у регуляції мітохондрій може стати основою для нових методів лікування раку, метаболічних розладів і вікових захворювань, пов’язаних із зниженням енергетичного обміну.